线上FullGC问题排查实践，轻松解决高CPU使用率问题
2023-07-11 10:58:56
当你的线上程序突然出现CPU使用率过高的问题，务必先排除Full GC干扰
在线上程序出现CPU使用率异常飙升的情况时，切勿急于将问题归咎于程序本身的逻辑缺陷。在这个时候，你需要首先考虑Full GC(Full Garbage Collection)是否才是罪魁祸首。接下来，我将为你详细讲解如何判断是否是Full GC在作祟，以及该如何找出和解决其背后的成因。
如何判断是否是Full GC在捣乱？
确认Full GC是否是元凶，有以下几种途径：
-
查看JVM监控： 借助JConsole、VisualVM或jmc等JVM监控工具，你可以实时洞悉JVM的运行状态，包括内存使用情况、线程状态和GC状况等。
-
使用jstat命令： jstat命令能够展示JVM的各类运行时信息，包括GC情况，对于问题排查非常实用。
-
警惕机器内存监控的误导： 不要被机器内存监控的告警蒙蔽。JVM拥有独特的内存管理机制，会预留部分内存，即使这些内存还未被实际使用。
找到了Full GC，下一步做什么？
一旦确定Full GC是罪魁祸首，下一步就是找到导致其发生的幕后黑手。通常情况下，Full GC的诱因有以下几种：
-
内存泄漏： 程序中某些对象在被创建后无法被垃圾回收器回收，导致内存占用不断攀升，最终触发Full GC。
-
对象泛滥： 程序中创建了大量对象，即使它们都是临时性的，也可能导致内存占用过高，触发Full GC。
-
GC算法不当： 不同的GC算法有着不同的特性，有的算法更倾向于触发Full GC，因此选择合适的GC算法至关重要。
-
JVM参数设置不当： 内存分配策略、垃圾回收器选择和垃圾回收器参数设置等不当的JVM参数设置也会导致Full GC。
对症下药，解决Full GC问题
找出导致Full GC的原因后，就可以对症下药，采取相应的解决措施了。
- 如果是内存泄漏，需要找出导致内存泄漏的对象并修复代码。
- 如果是对象过多，需要减少对象的数量。
- 如果是GC算法不当，需要选择合适的GC算法。
- 如果是JVM参数设置不当，需要调整JVM参数。
除了这些方法，还有哪些妙招？
除了上述方法，还可以使用以下工具辅助排查Full GC问题：
-
GCViewer： 这款图形化的GC日志分析工具，可以直观地展示GC日志，方便找出Full GC的成因。
-
YourKit Java Profiler： 这款商业化的Java性能分析工具，能够分析Java程序的内存使用情况、线程状态和GC状况，助你揪出性能问题的根源。
-
jmap： 该命令可以查看Java堆内存快照，帮助找出堆内存中存在哪些对象以及它们的大小。
-
jhat： 该命令能够分析Java堆内存快照，找出堆内存中存在哪些对象以及它们之间的关系。
结语
CPU使用率过高的问题常常令人头疼，但只要厘清是否是Full GC在作祟，找到其背后的原因并对症下药，便能药到病除，让你的线上程序重焕活力。
常见问题解答
- 如何预防Full GC的发生？
通过采取以下措施，可以有效预防Full GC的发生：
- 优化代码，避免内存泄漏和对象泛滥。
- 选择合适的GC算法和JVM参数设置。
- 定期监控JVM运行状况，及早发现问题并采取应对措施。
- Full GC对程序性能有什么影响？
Full GC会显著增加程序的暂停时间，导致程序卡顿、响应缓慢等问题，严重影响用户体验。
- 如何减少Full GC的发生频率？
除了上述预防措施外，还可以通过增大Java堆内存大小、缩短GC周期等方式，减少Full GC的发生频率。
- GC算法有哪些不同类型？
常见的GC算法包括串行GC、并行GC、并发标记清除（CMS）GC和垃圾优先收集器（G1）GC。每种算法都有其独特的优缺点，需要根据实际情况选择合适的算法。
- JVM参数设置中，有哪些关键参数与GC相关？
与GC相关的关键JVM参数包括：
-Xms和-Xmx：指定Java堆内存的初始大小和最大大小。-XX:+UseParallelGC：使用并行GC算法。-XX:+UseConcMarkSweepGC：使用CMS GC算法。-XX:+UseG1GC：使用G1 GC算法。
